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泰永长征轨道交通解决方案

轨道交通地铁低压配电系统为除牵引负荷外的所有运营所需的机电设备提供低压电源。低压配电系统按功能一般分为降压变电所低压部分和环控电控部分。降压变电所低压部分主要是为车站内信号、综合监控、自动售检票、电扶梯等供电。环控电控低压部分主要是为通风空调设备(包括各类风机、风阀、冷却塔、冷水机组等)供电。在轨道交通行业,供电的可靠性尤其突出。一旦停电,设备无法安全运行,将导致城市交通的瘫痪。因此。轨道交通应高度重视低压配电系统供电的可靠性、控制的有效性、运营维护的便利性。

客户的需求


安全:杜绝或避免人身的死亡或伤害事故的发生。

高效:确保设备在规定年限内正常、高效、有序运行。

环保:确保对沿线环境不产生不良影响,如噪音,有害气体、谐波、电磁干扰等。

降低成本:减少建设成本及运营成本。

可持续发展:延长系统整体使用年限,减少系统整体的维护资金。

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1、环控柜配电系统

泰永长征轨道交通解决方案

环控系统一次接线图

轨道交通行业的环控柜配电系统,其功能是向地铁车站内环空系统用电设备供电,保证环空系统各种用电设备安全、连续正常受电运行,常见的环控柜配电设备属低压开关柜,为封闭式户内成套设备,通常由进线柜、馈线柜、点击控制柜、软起动柜、变频柜、智能控制柜组成。(系统接线图见以上图)

双电源切换装置推荐选用TBBQ3-W抽出带旁路型系列

根据《地铁设计规范》GB50157-2013,环控柜负载中的防排烟风机及各类防火排烟阀、主排水泵、雨水泵等大部分符合为以及符合,对可靠安全连续供电要求较高。TBBQ3-W系列专用PC级抽出带旁路双电源转换开关,具有抽出式旁路结构,确保检修维护不断电,适用于环控柜等对连续供电要求较高的场合。

轨道交通行业相关以及符合连续供电的规范要求如下:

《供电系统设计规范》GB50052-2009第3.0.2条:“一级符合的供电电源应符合下列规定:一级负荷应由双重电源供电,当一电源发生故障时,另一电源不应同时受到损坏。”

《地铁设计规范》GB50157-2013第3.0.2条:“一级负荷必须采用双电源双回线路供电。”

系统进线保护断路器及馈出支路保护断路器配置,推荐使用MA60系列框架断路器,或MB60系列塑壳断路器作为保护电器。

表1 TBBQ3-W抽出带旁路双电源转换开关选型

额定电流 100~400 630~1600 4000 4000
电寿命/次 6000 2500 3000 2000
机械寿命/次 10000 10000 30000 10000
使用类别 AC-33iA AC-33iA AC-33iA AC-33iA
本体转换时间/ms 80 140 220≤ 220
额定短时耐受电流Icw/KA 12.5 32 50 50

2、EPS应急系统

泰永长征轨道交通解决方案

EPS应急系统简图

应急电源在广义供配电系统上是指正常供电电源中断时,可以向用户的重要负载进行短时供电的独立应急电源装置。目前国内地铁的EPS主要用于逃生照明,消防应急。

断路器推荐选用MB1系列,双电源转换开关推荐选用TBBQ3系列:

应急照明系统进线保护装置、支路负载保护断路器推荐采用分断能力6KA的MB1微型断路器,产品性价比高。

双电源切换装置推荐采用TBBQ3系列产品,当ATS的控制系统检测到一路电源故障后,会自动地立即切换到另一路输入供电,提供了输入电源的冗余,增加了供电系统的可靠性。

地铁行业消防应急照明系统切换相关规范:

《消防应急照明和疏散指示系统》GB17945-2010第6.3.1.1条:“……高危险区域使用的应急转换时间不应大于0.25S”。

表2 TBBQ3双电源转换开关选型

额定电流 16~100 125~250 320~400 630~1600 2000~3200 4000~5000
电气寿命 6000
机械寿命 10000
使用类别 AC-33iA / AC-33B AC-33iA
本体转换时间/ms 75 75 80 140 200 220
额定短时耐受电流Icw /kA 5 10 12.5 32 50 50
N极重叠转换型 - - -

3、动力三箱系统

泰永长征数据中心解决方案

双电源转换开关推荐选用TBBQ6系列、断路器推荐选用MB60、MB2系列:

地铁三箱包含双电源箱、动力配电箱(含防暴配电箱等)、照明配电箱(含只能照明配电箱、一般照明配电箱、安全照明配电箱、防暴照明配电箱)、检修插座箱、控制箱等,因含有风机等负载设备,对双电源开关的性能参数要求较高,推荐选用TBBQ6系列产品,使用类别可达AC-33A,塑壳断路器推荐选用MB60热磁脱扣断路器,产品性价比高。三箱内低功率负载保护断路器推荐采用分断能力10kA的MB2微型断路器。

表3 TBBQ6双电源转换开关选型

额定电流 16~80 100~160 200~300 320~630
电气寿命 6000
机械寿命 10000
使用类别 AC-33A
本体转换时间/ms 75 75 80 100
额定短时耐受电流Icw/kA 5 10 12.5 32

表4 动力三箱塑壳断路器脱扣器选型

应用场合 脱扣器类型及特点 MB60-250 MB60-630
配电回路 热磁式(二段保护,热磁可调) 长延时(0.7-0.8-0.8-1.0)In
瞬时(5-6-7-8--9-10)In
电子式(三段——电流不平衡—+热记忆) 长延时(0.4~1)In
短延时(2~10)In
瞬时12In
电动机回路 电磁式 瞬时12In
电子式(三段+堵转+低载+相序) -

4、UPS电源系统

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地铁站集中式UPS电源系统简图

地铁UPS电源系统主要用于轨道交通的通信机房系统,信号系统,综合监控系统,办公系统,售票系统等。考虑通信设备对电源质量高要求性,系统双路市电的切换推荐使用TBBQ6-N系列双电源转换开关。

推荐选用TBBQ6-N或TBBQ3-N中性线重叠转换系列

TBBQ6-N系列双电源转换开关专为数据机房控制“零地电压”而研发的双电源转换开关,该产品具有N线“先合后断”的重叠转换功能,能够有效避免因电源切换造成的三相不平衡问题;在切换过程中保证N极不会出现腾空现象,有效抑制中性线电位漂移,防止“零地电压”瞬变对设备造成危害。“零地电压”过高会造成IT设备的故障或损害。根据《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008要求,数据机房的“零地电压”要控制在2V之内。

相关控制“零地电压”的规范要求如下:

《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008第8.1.9条规定:“电子信息设备的配电应采用专用配电箱(柜),专用配电箱(柜)应靠近用电设备安装。”

《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008第8.1.10条规定:“……当输出端中性线与PE线之间的电位差不能满足设备使用要求时,宜配备隔离变压器。”

UPS电源系统,进线保护装置推荐使用MB60系列微型断路器,或MB1微型断路器。

支路负载保护断路器推荐采用分断能力6KA的MB1微型断路器。

表5 TBBQ6-N双电源转换开关选型表:

额定电流 16~80 100~160 200~300 320~630
电气寿命 6000
机械寿命 10000
使用类别 AC-33A
本体转换时间/ms 75 75 80 100
额定短时耐受电流Icw/kA 5 10 12.5 32
N极重叠转换型

5、站用交直流系统

变电站交流系统又称站用电系统,是保证变电站安全可靠地输送电能的一个必不可少的环节。站用电主要为了变电站内的一、二次设备提供电源。地铁站站用交直流系统在变电站所失电的情况下,仍能保证控制信号、保护、自动装置等电源及事故处理工作。地铁变电站站用交直流设备主要有交流屏、充电屏、馈线屏、电池屏4部分组成。系统主要有交流和直流系统两部分,对应方案见下图。

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站用交流系统简图:

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站用直流系统简图:

推荐选用TBBQ3系列:

为保证地铁变电站所在失电情况下,地铁变电站仍能进正常操作及检修运行。交流和直流电电源屏的电通常来自两段低压母线,通过双电源切换装置给系统供电。系统双电源切换装置推荐使用TBBQ3系列专用PC级产品。

地铁变电站为保证站用交直流系统供电可靠性的相关规范:

《地铁设计规范》GB50157-2013第14.2.16条规定:“变电所的交、直流操作电源屏的电源,应接自变电所的两段低压母线。”

交流系统进线保护断路器推荐使用MB60系列塑壳断路器。直流馈出支路MB2DC系列微型断路器。

6、低压配电系统

低压配电系统主要设备为配网低压柜,又叫开关屏或是低压配电屏,它将低压电路所需的开关设备、测量仪表、保护装置和辅助设备等,按照一定的接线方案安装在金属柜内构成的一种组合式电气设备,用以进行控制、保护、计量、分配和监视等等.配网低压柜通常由进线柜、出线柜、无功补偿柜、联络柜组成。图1为配电系统中最常见的低压配电系统。系统方案采用两进线一母线(单母线分断),此配电系统结构简单,用电可靠性高。

推荐选用MA60系列:

进线及联络断路器配置,系统进线保护断路器推荐使用MA60系列框架断路器,区域连锁功能确保(三选二方案)完全选择性保护。

馈出支路保护电器配置,推荐使用MA60系列框架断路器,或MB60系列塑壳断路器作为保护电器。

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常用低压配电系统图

表6 MA60系列框架断路器与变压器选型配合表:

变压器容量/kVA 额定电流/A 阻抗电压/U% 短路电流/kA 断路器+智能控制器
315 455 4 11.4 MA60-1600/630H
400 577 4 14.4 MA60-1600/630H
500 722 4 18.1 MA60-1600/800H
630 909 4 22.7 MA60-1600/1000H
800 1155 6 19.3 MA60-1600/1250H
1000 1443 6 24.1 MA60-1600/1600H
1250 1804 6 30.1 MA60-1600/2000H
1600 2309 6 38.5 MA60-1600/2500H
2000 2887 6 48.1 MA60-1600/2900H
2500 3608 6 60.1 MA60-1600/4000H
3150 4547 6 75.8 MA60-1600/5000H

上表计算依据:上级电网的短路功率设定为500MKA;变压器为10Kv/0.4kV。当短路电流的计算结果发生改变时MA60断路器要从65kA、100kA、120kA中选取适合的分断能力指标。

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